Parkinsonova bolest: Modificirani protein djeluje poput droge
Novo istraživanje, objavljeno u časopisu Molekularna neurobiologija, nudi obećavajuću novu strategiju za obnavljanje funkcionalne razine dopamina u mozgu: promjena prirodnog proteina kako bi mogao ući u moždane stanice i koristiti se kao lijek.
Parkinsonova bolest, progresivno oslabljujuće neurološko stanje koje pogađa oko milijun ljudi u Sjedinjenim Državama, uzrokovana je gubitkom neurona koji proizvode dopamin.
Trenutno istraživači traže strategije za zamjenu ili obnavljanje njihove funkcionalnosti ili za povećanje razine dopamina, koji je neurotransmiter presudan za kontrolu kretanja.
Na primjer, nedavno su istraživači koristili svjetlost za kontrolu lijeka koji blokira određene receptore u mozgu. Blokiranje ovih receptora povećava dopamin.
Druge su studije koristile vitamin B-3 kako bi se zaustavila smrt neurona koji proizvode dopamin ili sugeriraju da povećanje dopamina samo u kratkim rafalima, a ne stalno, može pomoći u kontroli kretanja.
Nova studija ima drugi pristup. Nadovezujući se na prethodno istraživanje koje je izdvojilo protein nazvan Nurr1 kao obećavajuću metu lijeka za Parkinsonovu bolest, međunarodni tim znanstvenika izmijenio je protein na način koji mu omogućuje ulazak u moždane stanice.
U ovom obliku, prirodni protein može pomoći dopaminergičkim neuronima da prežive, objasnili su znanstvenici u svom radu, čiji je prvi autor Dennis Paliga, iz radne skupine za molekularnu neurobiokemiju na Ruhr-Universität Bochum u Njemačkoj.
Modificiranje proteina Nurr1
Paliga i tim objašnjavaju da je Nurr1 faktor transkripcije koji igra vitalnu ulogu u razvoju i održavanju neurona koji proizvode dopamin u području mozga zvanom substantia nigra.
Prethodne studije na koje su se autori pozivali otkrili su nedostatak proteina Nurr1 u slučajevima Parkinsonove bolesti, što dovodi do vjerovanja da bi nadopunjavanje razina Nurr1 moglo biti dobra terapijska strategija.
Transkripcijski faktori pomažu stanicama da se razvijaju vežući se za DNA u jezgri i "odlučujući" koji se geni dekodiraju tako da tvore proteine.
Međutim, u svom prirodnom obliku, Nurr1 ne može ući u stanice izvana. Paliga i tim tražili su načine da mu daju "pojačan signal" koji će ga na to potaknuti.
Pričvršćivanje proteinskog fragmenta stvorenog iz bakterije Bacillus anthracis do Nurr1 pokazalo se "poticajem" koji su istraživači tražili.
"Fragment bakterijskog proteina koji smo koristili ne izaziva bolesti", navodi odgovarajući autor Rolf Heumann. "[Ja] ne sadrži samo naredbu za prijenos nečega u ćeliju", dodaje.
Kad modificirani protein uđe u stanicu, on se odvaja od fragmenta bakterijskog proteina, slobodan za ciljanje gena koji pokreću proizvodnju dopamina.
Kako promijenjeni Nurr1 zaustavlja neurodegeneraciju
Točnije, daljnja laboratorijska ispitivanja Palige i kolega otkrila su da je davanje modificirane verzije Nurr1 povećalo razinu enzima koji je ključan za sintezu dopamina, što je proces često poremećen u Parkinsonovoj bolesti.
Enzim se naziva tirozin hidroksilaza. Kulture stanica otkrile su da su stanice tretirane Nurr1 proizvele više ovog enzima nego njihove neliječene kolegice. Međutim, tretiranje stanica proteinima također je smanjilo proizvodnju drugog proteina poznatog kao Nur77, koji regulira staničnu smrt.
Konačno, istraživači su testirali učinak Nurr1 na neurone koji proizvode dopamin koji su liječeni neurotoksinom kako bi simulirali učinke Parkinsonove bolesti. Modificirani Nurr1 zaustavio je degeneraciju neurona.
"Ova otkrića", objašnjavaju autori studije, "mogu biti relevantna za nuklearnu isporuku Nurr1 transkripcijskog faktora u kontekstu liječenja Parkinsonovom bolešću na bazi proteina."
Koautor studije Sebastian Neumann - koji je povezan s radnom skupinom za molekularnu neurobiokemiju - također komentira nalaze.
"Nadamo se da ćemo tako moći utrti put za novu Parkinsonovu terapiju [...] Ipak, naš fuzijski protein Nurr1 može samo pokrenuti razvoj novog pristupa."
Sebastian Neumann
"Mnogo koraka još treba poduzeti kako bi se razjasnilo da li modificirani protein posebno doseže prave stanice u mozgu i kako bi se mogao primijeniti", zaključuje Neumann.
